引言：
近红外光激发的光热治疗可以有效弥补传统癌症治疗手段的不足。但是目前常用的近红外有机光热分子（如花菁类等）的光稳定性差，其光降解会影响纳米结构的稳定性和光热转化效率。因此，开发一种兼具高稳定纳米结构和高光热转化效率的新型近红外有机光热试剂，将有效提高肿瘤的治疗效率及医学安全性。
近日，北京化工大学尹梅贞教授研究团队在国际著名期刊 《Angew. Chem. Int. Ed.》杂志发表题为“A Water-soluble, NIR-absorbing Quaterrylenediimide Chromophore for Photoacoustic Imaging and Efficient Photothermal Cancer Therapy”，该工作报道了水溶性近红外莱啉系光热分子Quaterrylenediimide（QDI），其具有较高光热转化效率（64.7 ± 4%）以及近红外吸收的特性（808 nm），重点研究了其光诊疗（光声成像和光热治疗）性能，并进一步评价了其癌症治疗应用以及生物安全性。通过拓展Perylenemonoimide（PMI）分子的π-共轭度制备QDI，具有近红外吸收（600 nm-1000 nm），运用大分子修饰策略，在“核”周围引入拓扑结构水溶性“外壳”PEG，提高生物相容性及延长体内循环时间。在亲疏水及π-π作用力驱动下，QDI大分子可以在水溶液中自组装成超小纳米胶束（10.8 ± 1.4 nm），有利于肿瘤组织深层渗透及体内有效代谢。在激光照射后实现高效的光热升温性能，在生物实验中，表现出优异的光声信号，高效的光热治疗效果及可靠的生物安全性。博士生刘畅为为论文的第一作者，尹梅贞教授为通讯作者。

图文导读：

图1 光诊疗试剂QDI-NPs的设计思路

基于QDI光热分子的化学结构、自组装形成纳米药物QDI-NPs及光诊疗示意图。

图2 QDI-NPs的制备及表征

（A）QDI光热分子合成路线及自组装过程。（B）QDI-NPs高分辨扫描电镜图片。
（C）QDI-NPs在水溶液中纳米粒径及表观颜色。（D）QDI-NPs在水溶液中的吸收光谱。

图3 QDI-NPs的光热及光声性质

（A）不同浓度的QDI-NPs在PBS中的光照升温曲线。
（B）激光辐照后QDI-NPs在PBS中光学照片和红外热成像照片。
（C）QDI-NPs在假体中光声光谱。
（D）QDI-NPs在假体中光声信号强度照片。
（E）尾静脉注射QDI-NPs后，不同时间小鼠肿瘤组织光声信号强度图片（左）及36h肿瘤组织3D光声信号图片（右）。

图4 QDI-NPs在体内药代动力学研究及活体光热治疗

（A）QDI-NPs与细胞共培养的光照毒性。
（B）不同时段，QDI-NPs在荷瘤小鼠体内各脏器及肿瘤部位富集情况。
（C）4T1荷瘤小鼠光热治疗过程中热成像图片。
（D）激光照射后各组小鼠肿瘤生长曲线。
（E）光热治疗后各组分小鼠肿瘤照片。
（F）光热治疗后，各组分肿瘤H&E染色切片。

小结：
在雅布伦斯基光物理和染料化学理论的启发和指导下，我们开发了高性能的莱啉系光热纳米药物，并深入开展了临床使用前的生物医学研究。我们制备的QDI光热纳米药物具有以下三个特点：
1、超小、可控且稳定的纳米结构和高生物相容性，有利于肿瘤组织深层渗透和从体内有效代谢；
2、近红外吸收及高的光热转化效率，能穿透更深层组织及降低药物剂量和激光辐射对生物体带来的二次损害；
3、优异的光稳定性及较强的光声信号，可实现肿瘤的光诊疗一体化研究。
该研究工作不仅为开发新型有机光热试剂提供了思路，还丰富了现有光热试剂的种类，为科学研究和临床使用提供了更多的选择和借鉴。

文章链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201810541
 (A Water-soluble, NIR-absorbing Quaterrylenediimide Chromophore for Photoacoustic Imaging and Efficient Photothermal Cancer Therapy, Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 1638 –1642)